自動氣象站異常情況的分析和處理

劉艦

[摘 要]自動氣象站主要是通過傳感器將氣象要素的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號變化，實現(xiàn)對各類氣象要素的全天候監(jiān)測，以彌補空間區(qū)域上氣象探測數(shù)據(jù)的空白。可以說，自動氣象站是氣象觀測全面自動化的產(chǎn)物，其不僅可以提高氣象探測工作的效率，而且可以緩解冗余的氣象工作，讓氣象工作者能夠把有限的時間和精力集中于關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實際工作中，自動氣象站可能會因為設(shè)備的老化、損壞或受到外界干擾，使得相應(yīng)設(shè)備和儀器出現(xiàn)異常情況，進而導(dǎo)致探測數(shù)據(jù)缺失或錯誤，影響到氣象探測工作的正常進行，因此不得不予以重視。

[關(guān)鍵詞]自動氣象站；氣象探測；異常情況

[中圖分類號]P415.12 [文獻標識碼]A

自2017年12月29日中國氣象局提出加快推進地面氣象觀測全面自動化工作研討會以來，各氣象單位已經(jīng)明確了推進地面氣象觀測，全面實現(xiàn)自動化的工作目標。在此背景下，隨著氣象工作者操作水平和業(yè)務(wù)流程的提高，已經(jīng)給自動氣象站的正常運作積累了豐富的經(jīng)驗，在一定程度上保障了氣象探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。但是設(shè)備和儀器的保養(yǎng)、故障排除以及探測數(shù)據(jù)的維護是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其對氣象工作者的工作細心程度、專業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力要求較高，而且容易受到設(shè)備和儀器現(xiàn)狀及外來干擾等諸多因素的影響。因此，雖然自動氣象站可以在無人工干預(yù)的情況下，實現(xiàn)對諸多氣象要素的探測，并通過自動生成報文，定時向中心站傳輸探測數(shù)據(jù)，大大提高了氣象觀測的工作效率，但是其同時也給自動氣象站的日常維護和故障排除等工作帶來了一系列挑戰(zhàn)。從自動氣象站的構(gòu)成來看，其主要可以分為硬件設(shè)施和軟件設(shè)施兩部分，硬件設(shè)施又分為采集器、傳感器和外部設(shè)備三部分，軟件設(shè)施則分為采集軟件和業(yè)務(wù)軟件兩部分。基于自動氣象站的構(gòu)成和業(yè)務(wù)流程，本文主要列舉了幾種常見的異常情況，并通過對其進行分析提出處理方法，以供廣大氣象工作者參考和借鑒。

1 自動氣象站異常情況的分析和處理

1.1 計算機重啟后的數(shù)據(jù)異常

該種情況主要出現(xiàn)于日界前后重啟計算機，造成數(shù)據(jù)的丟失或異常。比如B、Z文件中的氣壓小時最高值與J文件中氣壓分鐘值相互矛盾，這需要氣象工作者及時找出問題出現(xiàn)的原因，并在報表中對該情況進行備注。因此，為確保探測數(shù)據(jù)的準確性，計算機的重啟時間除了要避免特殊天氣時段外，還應(yīng)該避免在日界前后重啟計算機，避免對氣象要素極值的影響。

1.2 采集單元故障

該類故障主要表現(xiàn)為分采集器掛接的氣象要素數(shù)據(jù)缺失或存在亂碼，觀測數(shù)據(jù)無法卸載到計算機等。可能是由于雷擊等外界干擾導(dǎo)致采集單元、主板或控制面板的損壞，或者受到電磁干擾影響到數(shù)據(jù)的正常采集。首先檢查通信軟件參數(shù)是否有誤，通過對采集器進行復(fù)位操作，如不能排除故障，則具體可以查看CAN通信、RUN指示、CANR指示和CANE指示是否正常，如CAN電纜出現(xiàn)開路和短路，則考慮更換電纜，如RUN指示閃爍，則考慮更換分采集器等，如遭到雷擊導(dǎo)致防雷板擊穿或通信板燒壞，則可以通過萬用表檢查各通道，并及時更換損壞的設(shè)備，盡量減少探測數(shù)據(jù)的丟失。

1.3 傳感器故障

1.3.1 風(fēng)速風(fēng)向傳感器故障：該類故障主要表現(xiàn)為探測數(shù)值偏小或恒定不變，風(fēng)向值不隨風(fēng)標變化，風(fēng)速風(fēng)向數(shù)值丟失等。因為風(fēng)速風(fēng)向傳感器的安裝位置較高，容易受到外界因素的干擾，特別是在特殊天氣里，其極容易出現(xiàn)異常情況。出現(xiàn)異常時，首先檢查軸承是否存在磨損或污染，如存在則需要及時進行更換和清潔，然后檢查傳感器電路板和信號電路是否損壞，如損壞則需要進行更換，最后檢查螺絲是否存在脫落或松動，如存在則需擰緊。通過上述幾個方面的檢查，一般可排除異常情況，如異常情況依然存在，可考慮直接更換風(fēng)速風(fēng)向傳感器。

1.3.2 地溫傳感器故障：該類故障主要表現(xiàn)為探測數(shù)值過低或過高，數(shù)據(jù)存在異常跳變或為恒定值，以及地溫數(shù)據(jù)丟失等。首先考慮地溫傳感器是否受到外來信號的干擾，如不存在則查看結(jié)轉(zhuǎn)盒是否存在接觸不良或積水，如存在只需重新連接并加以清理，然后查看探頭是否存在腐蝕、生銹，最后通過萬用表對地溫傳感器進行測量，判斷其是否損壞，如存在可考慮更換地溫傳感器后重新掩埋。

1.3.3 雨量傳感器故障：該類故障主要表現(xiàn)為雨量值偏小或下雨時雨量值恒為0。先查看漏斗、翻斗和過濾網(wǎng)是否存在堵塞，或者被蟲子、蜘蛛網(wǎng)掛住，如存在需對其進行清理和疏通，或打藥滅蟲，確保雨水能夠順利進入翻斗，然后查看翻斗定位螺絲是否松動，并手動翻動翻斗，確保翻斗水平導(dǎo)通，最后檢查通信線路是否存在開路或接觸不良，如存在則考慮更換線路或重新連接。

1.4 供電系統(tǒng)故障

這里所指的供電系統(tǒng)主要是指電源和UPS這兩方面，故障具體表現(xiàn)為各類氣象觀測數(shù)據(jù)缺失，UPS無法進行正常充電等。首先檢查空開是否閉合，電源板和變壓器等是否燒壞，保險管是否熔斷等，然后用萬用表逐個檢查各指示燈是否正常，如蓄電池電壓低于12V，則故障可能位于電源板，考慮直接更換蓄電池。最后查看UPS是否存在內(nèi)部線路老化，影響到對自動氣象站的充電，如存在則需要對其進行檢修和更換。

2 結(jié)語

總之，雖然造成自動氣象站異常情況的原因有很多，但是部分異常情況可以通過人為干預(yù)加以主動預(yù)防和及時排除，以提高探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，保障氣象探測工作的正常進行。因此，廣大氣象工作者需要在實際的工作中不斷積累自動氣象站維護和維修的經(jīng)驗，提高自身的專業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)技能，以不斷滿足氣象觀測全面自動化發(fā)展的需要。

[參考文獻]

[1] 張立清，張洪衛(wèi).自動氣象站觀測數(shù)據(jù)異常的檢查方法[J].氣象水文海洋儀器，2010（03）.

[2] 崔日權(quán).新型自動氣象站的常見故障分析及維修維護[J].北京農(nóng)業(yè)，2015（15）.

[3] 李光濤，王飛，覃雪.自動氣象站的使用維護技巧[J].黑龍江氣象，2010（04）.